8月11日,第33届夏季奥林匹克运动会在巴黎法兰西体育场落下帷幕。本届奥运会中国体育代表团收获40金27银24铜,总计91枚奖牌,创境外参加奥运会最佳成绩。
回顾中国队的每一个精彩瞬间,我们赞叹运动员们的精彩表现和拼搏精神。作为科普宣传员,科宝看到了每一个精彩瞬间背后,蕴含着丰富的科学知识。我们一起复盘中国队夺金的奥运项目,揭秘它们背后的科学奥秘。 本届奥运会,中国乒乓球队包揽了男女项目的全部金牌,用一次次胜利捍卫了国球荣耀。今天,我们走进小小乒乓球的科学世界,感受国乒捍卫国球霸主地位的荣耀时刻。
你知道吗?乒乓球的每一次撞击,每一次弹跳,都蕴含着奥妙的科学原理。乒乓球的魅力在于旋转的艺术与物理的碰撞。运动员通过控制球拍的角度和力度,可以创造出上旋、下旋、****侧旋等多种旋转方式。
通俗来说,**上旋就是球体上部,向前方旋转;下旋就是球体下部,向前方旋转;侧旋则是球体绕自身纵轴,向左旋转或向右旋转。**比如,AI解读樊振东的乒乓球球速,上旋球一度达到了115.5转/秒,力量十分惊人。
爱打乒乓球的朋友都知道,乒乓球不同的旋转会产生不同的运动轨迹,同样就需要不同的方式去接球。
上旋球——“接不好就往上飞了”
上旋球在飞行过程中,上部向前翻滚:球体上方的气流方向,跟飞行中的相对气流方向相反,使得空气流速变慢;而球体下方的气流方向,跟飞行中的相对气流方向相同,导致该区域的空气流速加快。
根据著名的伯努利原理:流速越快的地方,压强反而越小。因此,在上旋球在飞行过程中,球体上方的压强远大于下方,形成了独特的气压分布。结合马格努斯效应:气流会从压强较大的地方向压强较小的地方流动。于是上旋球就形成了一股向下的力。
当上旋球落在对手的球桌并弹起的那一刹,由于球体本身是向前转动的,会给桌面施加一个向后的摩擦力。因此桌面也会给球体一个向前的反作用力。这个力造成球的反弹角度减小,具有明显的前冲力。当接强烈的上旋球时,如果球拍角度不对,球就会飞出去。
下旋球——“接不好就下网”
与上旋球相反,下旋球是球体下部向前转动。在飞行时,由于马格努斯力的方向向上,使得下旋球对比上旋球、不转球,落地时速度较慢。当接强烈的下旋球时,如果球拍角度不对,球就很容易下网。
侧旋球——“接不好就左右飞”
同样的原理,我们就可以来理解侧旋球,向左右两侧漂移的现象。
左侧旋球:从左往右逆时针旋转。在飞行过程中,球体左侧空气流速慢、压强大,右侧空气流速快、压强小,马格努斯力的方向向右,球的飞行弧线向右偏拐。右侧旋球则相反。
不过在实际的比赛过程中,单纯的某一种旋转是较为罕见的,更多的是混合了左右方向的复合旋转,如左、右上旋球,或者左、右下旋球。就像我们观看比赛时,经常看到精彩的对拉弧线球场面,这种划出惊人弧线的弧圈球,正是复合旋转。
乒乓球的“旋学”艺术,不仅是一场视觉盛宴,更是物理学原理的生动展现。科学并不遥远,就活跃在我们的日常生活中,我们也一同期待中国乒乓球队未来创造更多的辉煌战绩。
来源: 众创科普